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・バイオマス利用、特に化学変換に興味のある方
・リグニンの化学構造、定量法、分析法などリグニンの基礎に興味のある方
大学卒業程度の有機化学の知識
※必須ではありませんが、より理解度が深まると思います。
・リグニンの基本的な化学構造と生合成反応との関係
・バイオマス化学におけるリグニンの定量法、分析法
・工業化されているリグニンの化学変換法（特にリグニンからのバニリンの生産法）
・講師の研究グループで提案されているバニリン生成反応の経路とその制御法
リグニンは木材の15~35%を占める芳香族高分子である。脱化石資源が叫ばれる昨今、リグニンを低分子化することで、化学産業における低分子芳香族化合物の供給源として利用するための試みが多くなされている。しかしながら、最新の分析技術をもってしてもその全容を解明できないほど複雑な化学構造を持つリグニンを、効率的に低分子化できる手法の開発には多くの課題が存在するのが現状である。
リグニンを正しく理解し、そこに含まれる結合様式などの化学構造に関する明確な知識をもとにリグニン変換法について検討することは、効率的な反応プロセスの開発にとって有益である。本講の前半では、リグニン化学の基礎を概説し、リグニンの化学構造、分析法等についての基本的な知識の習得を目指す。後半では現在ほぼ唯一工業化されている、リグニンのアルカリ性O2酸化によるバニリン生産技術について紹介する。また、同法における詳細な反応経路やその制御法について研究した、講師の研究室における研究成果についても解説する。
1. はじめに～木材の組織構造と化学成分
2. リグニン
2.1 リグニンの化学構造
2.1.1 モノマーの構造と植物種依存性
2.1.2 モノマーの脱水素重合によるリグニンの生成
2.1.3 リグニン中の主要結合の生成機構
2.1.4 モノマーの生合成
2.2 リグニンの分析法
2.2.1 リグニンの定量法～Klason法
2.2.2 リグニンの分解による分析法～アルカリ性ニトロベンゼン酸化法
2.3 リグニンの目的別分離法
2.3.1 分離過程におけるリグニンの変性と巷でいわれる「リグニン」
2.3.2 定量のためのリグニンの分離
2.3.3 パルプ製造のためのリグニンの分離
2.3.4 学術研究のためのリグニンの分離
3. リグニンの化学変換
3.1 工業化されている変換プロセス
3.1.1 アルカリ性O2酸化法を用いたバニリンの生産
3.1.2 フェルラ酸の生産
3.2 リグニン由来のバニリンの生産とその問題点
3.3 天然リグニンからのバニリン生産法の開発
3.3.1 有機カチオン類による反応制御とバニリン収率の向上
3.3.2 アルカリ性O2酸化における反応経路の解明
3.3.3 バニリン収率と反応経路の関係
4. おわりに～これからのリグニン利用
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